一家专注流体压力成形技术
【作 者】张维烜;杨家春;李健;周福鑫
【前 言】
随着技术的提高发展，利用液压成形技术代替锻造、冲压、焊接等传统工艺进行生产的现象越发普遍[1-3]，其中液压成形工艺又包括管材液压成形工艺与板材液压成形工艺。本文以冲压、焊接技术生产的电池外壳为研究对象，其大小为148 mm X 60 mm X 50 mm，厚度2 mm，如图1所示。利用充液拉深成形工艺代替传统冲压工艺进行电池壳仿真分析，给电池壳充液拉深工艺的实际应用提供参考。
因为传统冲压件在成形过程中坯料与凸模刚性接触，容易出现破裂和起皱等问题[[4]，而充液拉深工艺是利用在凹模中充以液体，凸模卜行时压迫液体产生压力，将板坯压紧在凸模上，同时由于卜压作用，液体可以从板坯法兰与凹模之间溢出，减少摩擦阻力，提高板材成形极限，减少起皱、破裂现象出现[[5]。其中许多盛、土欣芳等人[6-7}以盒体为目标，进行充液拉深仿真，讨论压边问隙和凸模圆角半径对盒形件成形质量的影响。窦凤楼、梁鹏等人[8-9}对饭金件充液成形过程中压边力、摩擦系数等参数对板件厚度变化的影响规律进行研究。
本文首先借助自行设计的板材充液成形实验平台进行实验，其次利用Dynaform进行典型板件的仿真，用以验证有限元模型及仿真方法的正确性，在此基础上再对电池壳进行充液拉深仿真。
【摘 要】文章针对电动汽车的电池壳充液拉深工艺进行仿真分析,首先通过自行搭建的液压成形实验平台进行板材充液成形实验,其次基于非线性有限元软件Dynaform进行液压仿真,证明有限模型及仿真方法的正确性,最后在有限元仿真方法正确性的基础上对电动汽车的电池壳进行有限元建模与仿真分析,讨论不同压边圈压力和液压压力对电池壳壁厚的影响,给电池壳充液拉深工艺的实际应用提供参考。
【结 论】
（1）本文借助自行搭建的液压成形实验平台及非线性有限元软件Dynaform进行成形实验及仿真，对比二者结果发现，壁厚差值0.065 mm，证明典型板材样件有限元模型及仿真方法的正确性。
（2）此阶段压边圈压力过小，坯料与凹模之问存在空隙，随着液压压力的逐渐增大，压边圈小能压紧板材，板材过度向内补料，发生起皱现象;压边圈压力过大，坯料与凹模之问摩擦力增大，小能及时补料，因此在凹模倒圆角处，坯料所受拉应力过大，减薄严重。压边圈压力在175 kN条件下，电池壳成形质量最佳。
（3）液压压力升高，板材受到朝凹模方向的压力，使坯料逐渐贴模，板材厚度随着压力上升而减少，当液压压力增加至45 MPa时，最小壁厚为0.82 mm，压力继续增大并取47 MPa, 50 MPa卜的仿真结果进行分析，发现两种压力下的最小壁厚都为0.82 mm，说明45 MPa时板材已经完全贴膜，继续加压，厚度小再变化。
以下是正文：
